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细菌也是生物,但它并不会衰老,衰老并不是生物必然的结果,而是高等动物特有的选择,那我们的基因为什么会选择衰老?

 X两肩霜花X 2020-11-30

这一组问题是高水平问题,也是很有趣的问题。我没有把握回答好,但有兴趣参与一下讨论。


高中生物就学习了多细胞生物的细胞衰老和凋亡现象,细胞衰老的机制有自由基假说和端粒假说等,细胞凋亡是细胞中相关基因控制的编程性死亡。对多细胞生物而言,在生活条件正常的情况下,除了癌细胞、胚胎干细胞不会经历衰老和死亡,可以无限增殖外,其它细胞,即使即使生活条件正常,也都免不了自然衰老和死亡。
而细菌(原核单细胞生物)、草履虫(真核单细胞生物)等单细胞生物是分裂繁殖的生物,在营养和空间理想的条件下,它们却是可以无限增殖的,它们的个体不会衰老和凋亡。
当然,在有限的营养和空间条件下,随着生活条件的恶化,单细胞生物也肯定是会被动衰老和死亡的。我相信楼主感兴趣的问题是,为什么同样是在理想的情况下,多细胞生物体内的分化细胞会衰老和凋亡,而单细胞生物个体不会衰老和凋亡?我们作为进化后的多细胞的高等生物,进化出体细胞的衰老,乃至个体水平的衰老和死亡的现象,这有什么生物学意义?
我觉得可以从种群进化的角度来讨论。生物进化的进程是客观存在的自然规律,按照进化的观点,地球上所有的现有的和曾经的生命形式,从根源上都来源于一个或同一类原始细胞,随着原始生命的繁衍和迁移,也随着地球环境的变化,地球环境多样性的出现,自然环境与生物的相互作用,生命形式的多样性会逐渐丰富。与原始地球环境差别不大的具体一些生存环境,至今仍然保留了非常古老几无进化或进化水平很低的原始生命,现存最原始的生命应该存在海洋某些具体环境中。种群会过度繁殖,种群也会过度进化,从而形成不同的种群和新的物种,以占据各种可能的生存空间,于是生物的多样性就出现了。多细胞生物类群的出现是进化的结果,多细胞生物个体内细胞的衰老和死亡,乃至生物个体的死亡也是进化的结果。这有什么意义呢?这大概是可能有利于这部分能胜任特定复杂生存繁殖中的多细胞生物种群的繁衍和进化吧,虽然对个体而言,他们/我们失去长生不老和永生,但他们/我们个体依然保留了可以无限繁衍后代的能力,让他们/我们立足和繁衍与特定的复杂生存环境中。所以,思考这个问题我认为不能简单从个体水平来思考,而需从种群,生物多样性和进化的角度来讨论。
而关于抗衰老的问题,我们就以人为例。人体内衰老和死亡细胞的更替依赖于体内存留的成体干细胞的增殖和分化,我认为每一个人发育至成年后,每一个人身体里成体干细胞的初始数量是基本一致的,它们平时处于G0期,组织细胞需要更新和修复的时候,这些干细胞中的一部分就会增殖分化成相应的组织细胞。按照端粒假说,这些成体干细胞也是会随着增殖分化的代次增多而逐渐衰老(50~60代次)的,而由干细胞高度分化而来的体细胞是已丧失分裂和分化能力的细胞,它们经历了或长或短的时间后,这些已分化的体细胞都会一批批地死亡,也一批批地由成体干细胞增殖分化来补充。所以,个体内的成体干细胞数量由早期胚胎→胎儿→幼儿→少儿→成年→中年→老年,身体里的成体干细胞数量和增殖分化的潜能在随着月龄/年龄的增长而递减。所以,个体水平上衰老出现的早晚、个人寿命的长短,很大程度上取决于身体内干细胞动用的频率,如果一个人作息和饮食习惯好,身体健康水平相对高,身体内的对细胞有害的自由基的数量少,身体内各种体细胞的衰老和凋亡的进程也总体就慢,干细胞动用的频率相对就低,这样的人可能在相对高龄的情况下,身体里依然存留的相对“年轻”而有活跃增殖分化能力的干细胞的数量就多。所以这部分人就相对可能衰老来得迟,寿命也总体更长。至于抗衰老药物或营养品,如果有效的话,我想也不是直接从分子水平上对基因去起作用,只能从改善一个人的营养状况,改善一个人的生活作息,改善一个的精神状态,从而延缓体细胞的衰老和损伤,进而减少干细胞的动用频率,从而起到延年益寿的作用。所以打着“抗衰老”名义的药物或营养品,也大概就是一个商业化的喙头,从这个意义上讲,吃饭喝水也是抗衰老的。
上述内容,都是个人根据自己现有的理解水平表述的个人看法,水平有限,仅能阐述至此。希望能在楼下看到更多的讨论。

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